II Kỹ thuật khuếch đại quang
d. Hình ảnh nhiễu của bộ khuếch đại quang:
Hình ảnh nhiễu NF (Noise Figure) của bộ khuếch đại quang là một hình ảnh minh hoạ đặc tr−ng có ý nghĩa xác định sự suy giảm tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu sau khi đi qua bộ khuếch đại. Hình ảnh nhiễu mà lớn sẽ bất lợi cho đặc tính của hệ thống, nó tạo ra tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu thu đ−ợc kém, tăng jitter
Nhiễu phách Tự phát-tự phát
Hình 1.16: Nhiễu phách tự phát-tự phát giữatín hiệu đ−ợc khuếch đại và các thành phần phổ ASE.
B−ớc sóng λ
ASE
Phổ q
uang
trong các hệ thống soliton và tăng tích luỹ ASE dọc theo tuyến truyền dẫn dài có nhiều bộ khuếch đại quang mắc nối tiếp. Trong các hệ thống thông tin quang analog, nhiễu pha cho biến đổi nhiễu c−ờng độ do các phản xạ quang bên trong cũng là yếu tố chính tham gia vào hình ảnh nhiễu.
Khuyến nghị G.661 ITU-T đã định nghĩa rằng hình ảnh nhiễu là sự suy giảm tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu do truyền tín hiệu giới hạn l−ợng tử qua bộ khuếch đại quang sợi (OFA), đ−ợc tính bằng (dB). Nh− vậy, hình ảnh nhiễu đ−ợc xác định là:
Trong tr−ờng hợp này hình ảnh nhiễu đ−ợc xác định t−ơng ứng là NF = 10log(NF) và đ−ợc tính là dB. Các tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu đ−ợc xem xét tại đầu ra của bộ tách sóng quang lý t−ởng mà nó có khả năng biến đổi từng photon của ánh sáng tới thành dòng tín điện (hiệu suất l−ợng tử η = 1). Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu đầu vào SNRin đ−ợc xác định là tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu từ nguồn nhiễu l−ợng tử. Nó đ−ợc xác định thông qua việc sử dụng một nguồn phát lý t−ởng và bộ thu lý t−ởng. Rồi sau đó bộ khuếch đại quang đ−ợc mắc xen vào và tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu ở đầu ra đ−ợc xác định. Khi chỉ có nhiễu phách tín hiệu-tự phát đ−ợc xem xét, hình ảnh nhiễu đ−ợc xác định ở nhiều kết quả báo cáo nh− là:
sp
N NF =2
Hình ảnh nhiễu NF, mà nó đ−ợc xác định từ nhiễu phách tín hiệu-tự phát, sẽ không chỉ phụ thuộc vào băng bơm mà còn phụ thuộc vào công suất bơm, b−ớc sóng và cấu hình bơm. Hình ảnh nhiễu trở nên lớn nếu nh− bộ khuếch đại quang là qúa dài. Hơn thế nữa, các đặc tính nhiễu bão hoà của EDFA cũng quan trọng. Một số nhà nghiên cứu đã chỉ ra các đặc tính bão hoà và NF đối với cả bơm xuôi và bơm ng−ợc hai h−ớng. Tr−ờng hợp mà nhiễu thấp đ−ợc coi là tham số quan trọng. ở các ứng dụng khác của EDFA nh− các bộ khuếch đại
out in SNR
SNR
đ−ờng truyền cho các tuyến truyền dẫn dài, thì cả nhiễu thấp và công suất đầu ra lớn đều đ−ợc chú ý: họ tìm ra rằng, ASE truyền ng−ợc sẽ làm xuống cấp hình ảnh nhiễu.
5.6 Đánh giá các vấn đề kỹ thuật trong hệ thống truyền dẫn thông tin quang sử dụng khuếch đại quang sợi EDFA. quang sử dụng khuếch đại quang sợi EDFA.
Thiết bị khuếch đại quang sợi cho phép thiết kế cấu hình hệ thống truyền dẫn quang mới nvà linh hoạt hơn so với mức công suất phát cao, khoảng cách giữa các trạm lặp dài hơn. tuy nhiên bên cạnh những −u điểm không thể phủ nhận đ−ợc của bộ khuếch đại quang chúng ta cần phải tính đến hiệu ứng phi tuyến, các vấn đề tán sắc, hiệu ứng phân cực và nhiễu tích luỹ khi áp dụng công nghệ mới này vào mạng viễn thông. ảnh h−ởng của các hiệu ứng này dẫn đến các hệ thống truyền dẫn ra sao? Phụ thuộc vào phạm vi ứng dụng và yêu cầu chất l−ợng truyền dẫn của từng tr−ờng hợp cụ thể. Để thiết kế các hệ thống OFA sao cho có độ tin cậy và có hiệu quả kinh tế cao trên cơ sơ các tham số các giao diện quang của các khuyến nghị ITU ng−ời ta đã đ−a ra các giải pháp:
- Nhiễu tích luỹ - Điều chỉnh tán sắc
Khả năng phát huy hiệu quả sử dụng các thiết bị khuếch đại quang sợi hoàn toàn phụ thuộc các giải pháp kĩ thuật tiên tiến khắc phục hai vấn đề trên.